Sapete quali effetti negativi ha il freddo sui cuscinetti delle ruote? E come si può mitigare questo effetto negativo?

In molti scenari di produzione industriale e di funzionamento di apparecchiature meccaniche, i cuscinetti sono componenti chiave e la stabilità delle loro prestazioni è direttamente correlata al normale funzionamento dell'intero sistema. Tuttavia, con l'arrivo del freddo, si presentano una serie di problemi complessi e complessi, che avranno un impatto piuttosto negativo sul normale funzionamento del cuscinetto.

 

Ritiro del materiale

I cuscinetti sono solitamente realizzati in metallo (ad esempio acciaio), che ha la proprietà di dilatazione e contrazione termica. I componenti dicuscinetto, come gli anelli interno ed esterno, i corpi volventi, si restringono in ambienti freddi. Per un cuscinetto di dimensioni standard, i diametri interno ed esterno possono restringersi di alcuni micron quando la temperatura scende da 20 °C a -20 °C. Questo restringimento può causare una riduzione del gioco interno del cuscinetto. Se il gioco è troppo piccolo, l'attrito tra il corpo volvente e gli anelli interno ed esterno aumenterà durante il funzionamento, il che influirà sulla flessibilità di rotazione del cuscinetto, aumenterà la resistenza e la coppia di spunto dell'attrezzatura.

Variazione della durezza

Il freddo può alterare in una certa misura la durezza del materiale del cuscinetto. Generalmente, i metalli diventano fragili a basse temperature e la loro durezza aumenta relativamente. Nel caso dell'acciaio per cuscinetti, sebbene la sua tenacità sia buona, può comunque ridursi in ambienti estremamente freddi. Quando il cuscinetto è sottoposto a carichi d'urto, questa variazione di durezza può renderlo più soggetto a cricche o addirittura fratture. Ad esempio, nei cuscinetti per attrezzature minerarie all'aperto, se sottoposti all'impatto del minerale che cade a basse temperature, è più probabile che si danneggino rispetto a temperature normali.

Modifica delle prestazioni del grasso

Il grasso è uno dei fattori chiave per garantire il corretto funzionamento dei cuscinetti. A basse temperature, la viscosità del grasso aumenta. Il grasso normale può diventare più denso e meno fluido. Ciò rende difficile la formazione di un buon film d'olio tra il corpo volvente e le piste di rotolamento del cuscinetto. In un cuscinetto motore, il grasso può essere ben distribuito in tutti gli spazi interni a temperatura normale. Con il diminuire della temperatura, il grasso diventa appiccicoso e il corpo volvente non riesce a distribuirlo uniformemente a tutte le parti a contatto durante il rotolamento, il che aumenta l'attrito e l'usura, e la sua velocità di rotazione può variare, danneggiando la qualità superficiale e la precisione dimensionale dei componenti lavorati. Nei casi più gravi, può portare al surriscaldamento o persino al grippaggio del cuscinetto.

Durata di servizio ridotta

Una combinazione di questi fattori, ovvero l'aumento dell'attrito, la ridotta resistenza agli urti e la scarsa lubrificazione dei cuscinetti a basse temperature, può accelerarne l'usura. In circostanze normali, i cuscinetti possono funzionare per migliaia di ore, ma in ambienti freddi, a causa della maggiore usura, anche dopo poche centinaia di ore di funzionamento si possono verificare guasti, ad esempio usura dei corpi volventi, vaiolatura delle piste di rotolamento, ecc., che ne riducono notevolmente la durata utile.

 

Di fronte a questi effetti negativi del freddo sui cuscinetti, come possiamo alleviarli?

Scegli il grasso giusto e controlla la quantità

A basse temperature, è consigliabile utilizzare grassi con buone prestazioni a bassa temperatura. Questo tipo di grasso, come i prodotti contenenti additivi speciali (ad esempio, grassi a base poliuretanica), è in grado di mantenere una buona fluidità a basse temperature. Non sono eccessivamente viscosi e possono ridurre efficacemente l'attrito dei cuscinetti durante l'avviamento e il funzionamento. In generale, il punto di scorrimento (la temperatura minima alla quale un campione di olio raffreddato può scorrere in condizioni di prova specifiche) dei grassi per basse temperature è molto basso, e alcuni possono raggiungere temperature fino a -40 °C o anche inferiori, garantendo così una buona lubrificazione dei cuscinetti anche a basse temperature.

Anche la giusta quantità di grasso è importante per il funzionamento dei cuscinetti a basse temperature. Una quantità insufficiente di grasso determina una lubrificazione insufficiente, mentre un riempimento eccessivo causa un'eccessiva resistenza del cuscinetto alle vibrazioni durante il funzionamento. A basse temperature, è consigliabile evitare un riempimento eccessivo a causa della maggiore viscosità del grasso. Normalmente, per cuscinetti di piccole e medie dimensioni, la quantità di grasso da riempire è pari a circa 1/3 - 1/2 dello spazio interno del cuscinetto. Questo garantisce la lubrificazione e riduce la resistenza causata da un eccesso di grasso.

 

Sostituire regolarmente il grasso e rafforzare la guarnizione
Anche se si utilizza un grasso di qualità, con il passare del tempo e il funzionamento del cuscinetto, il grasso tende a contaminarsi, ossidarsi e così via. Questi problemi possono essere aggravati dalle basse temperature. Si raccomanda di ridurre il ciclo di sostituzione del grasso in base al funzionamento dell'attrezzatura e alle condizioni ambientali. Ad esempio, in condizioni ambientali normali, il grasso può essere sostituito una volta ogni sei mesi, mentre in condizioni di basse temperature può essere ridotto a ogni 3-4 mesi per garantire che le prestazioni del grasso siano sempre ottimali.
Una buona tenuta può impedire l'ingresso di aria fredda, umidità e impurità nel cuscinetto. In climi freddi, è possibile utilizzare tenute ad alte prestazioni, come le tenute a doppio labbro o le tenute a labirinto. Le tenute a doppio labbro presentano un labbro interno ed esterno per bloccare meglio corpi estranei e umidità all'esterno. Le tenute a labirinto presentano una complessa struttura a canale che rende più difficile l'ingresso di sostanze esterne nel cuscinetto. Ciò riduce i danni alla struttura interna del cuscinetto causati dall'espansione del ghiaccio d'acqua, oltre a impedire l'ingresso di impurità che causano una maggiore usura del cuscinetto.
La superficie del cuscinetto può essere rivestita con un rivestimento protettivo, come una vernice antiruggine o un rivestimento protettivo per basse temperature. La vernice antiruggine può impedire la formazione di ruggine in condizioni di freddo o umidità, mentre i rivestimenti protettivi criogenici possono mitigare gli effetti delle variazioni di temperatura sul materiale del cuscinetto. Tali rivestimenti agiscono come una protezione per proteggere la superficie del cuscinetto dall'erosione diretta in ambienti a basse temperature e contribuiscono anche a ridurre al minimo le variazioni delle proprietà del materiale dovute alle variazioni di temperatura.
Riscaldamento dell'attrezzatura
Riscaldare l'intera unità prima dell'avvio è un metodo efficace. Per alcune piccole apparecchiature, è possibile posizionarle in una "serra" per un certo periodo di tempo per consentire alla temperatura del cuscinetto di aumentare. Per apparecchiature di grandi dimensioni, come i cuscinetti di grandi gru, è possibile utilizzare un nastro termico, una ventola calda o altri dispositivi per preriscaldare il componente del cuscinetto. La temperatura di preriscaldamento può generalmente essere controllata a circa 10-20 °C, il che può favorire l'espansione dei componenti del cuscinetto e il ritorno al gioco normale, riducendo al contempo la viscosità del grasso, favorendo un avviamento regolare dell'apparecchiatura.
Per alcuni cuscinetti smontabili, il preriscaldamento a bagno d'olio è un buon metodo. Immergere i cuscinetti nell'olio lubrificante riscaldato alla temperatura appropriata, in modo che il riscaldamento sia uniforme. Questo metodo non solo espande il materiale del cuscinetto, ma consente anche al lubrificante di penetrare completamente nel gioco interno del cuscinetto. La temperatura dell'olio preriscaldato è generalmente di circa 30-40 °C; il tempo di preriscaldamento può essere regolato in base alle dimensioni del cuscinetto, al materiale e ad altri fattori, in circa 1-2 ore, il che può migliorare efficacemente le prestazioni di avviamento del cuscinetto a basse temperature.

Sebbene il freddo possa causare problemi ai cuscinetti, è possibile costruire una solida linea di difesa scegliendo il grasso, la tenuta e la protezione di preriscaldamento più adatti. Questo non solo garantisce il funzionamento affidabile dei cuscinetti a basse temperature, prolungandone la durata, ma promuove anche lo sviluppo stabile del settore, consentendo a TP di intraprendere con serenità un nuovo percorso industriale.

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